Pas Intel, pas AMD : architectures de processeur alternatives du monde entier

Il est facile de considérer l’espace CPU de bureau comme un duopole : d’une part, Intel s’éloigne enfin de l’actualisation de Skylake après l’actualisation de Skylake avec les pièces Alder Lake de 12e génération de cette année. Et d’un autre côté, vous avez un AMD résurgence qui a apporté des améliorations massives à l’IPC et au nombre de cœurs au cours des générations Ryzen successives.

Dans l’espace CPU grand public, c’est un combat à deux faces. Cependant, cela ne signifie pas qu’il n’existe pas d’autres processeurs de bureau. Regardez de plus près et vous vous rendrez vite compte que l’espace CPU est beaucoup plus diversifié.

Des conceptions Arm hautes performances aux puces spécialisées du gouvernement russe, il existe une pléthore de puces non Intel et non AMD alimentant des PC de bureau pleine taille. Dans certains cas, comme la gamme de puces Zhaoxin Kaixian, vous pouvez même mettre la main dessus par les bons canaux. Alors, qui fabrique ces processeurs ? À quoi ressemblent-ils? À quelle vitesse sont-ils ? Et pouvez-vous jouer sur eux? Jetons un coup d’oeil et découvrons.

Arm on PC : du mobile au futur des ordinateurs de bureau

Le meilleur exemple d’Arm venant défier le statu quo sur le bureau. L’année dernière, Apple a sorti de nouveaux MacBook qui, à l’extérieur, semblent identiques à la génération Intel précédente, mais à l’intérieur, Apple a discrètement lancé une révolution dans l’espace PC. Les Mac M1 disposent d’un SoC Apple 5 nm, avec des cœurs Arm hautement personnalisés. D’un point de vue architectural, le M1 a plus en commun avec la puce A14 Bionic de l’iPhone qu’avec les pièces x86 d’AMD ou d’Intel.

Le M1 nécessite une couche de traduction Rosetta pour convertir le code x86 en quelque chose que le M1 peut exécuter. Malgré la surcharge des applications héritées, le M1 peut en fait surpasser Intel Comet Lake dans certaines charges de travail x86. Ensuite, dans les applications natives, il peut démolir la concurrence.

Apple prévoit de supprimer progressivement les puces x86 des Mac au cours des deux prochaines années. À l’échelle mondiale, macOS détient moins de 7 % de part de marché sur le marché des PC. Cela signifie que les pièces Apple Silicon ne remplaceront pas comme par magie Tiger Lake U. Cependant, le passage d’Apple au M1 incitera probablement d’autres fabricants à prendre Arm sur PC au sérieux.

Dès 2012, Microsoft Surface RT comportait un SoC Arm exécutant une version de Windows. Cependant, la vitesse, la compatibilité des applications et une foule d’autres problèmes ont gardé Arm sur PC à l’abri des projecteurs. Le M1 pourrait être un signe des choses à venir, avec une gamme plus large de produits comme le Samsung Galaxy Book S équipé de Qualcomm 8cx. Arm sur PC en est encore à ses débuts. Cependant, dans cinq ans, les puces non Intel et non AMD pourraient être monnaie courante dans les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables. Et la grande majorité d’entre elles seraient des machines Arm.

Zhaoxin : Le fabricant chinois de x86 sur le point de percer dans la cour des grands

Les puces Arm pour ordinateurs de bureau et ordinateurs portables devraient devenir de plus en plus courantes. Mais qu’en est-il des alternatives dans l’espace x86 ? Seule une poignée de fabricants : Intel, AMD, VIA et DMP Electronics détiennent des licences x86. Intel et AMD sont des quantités connues. DMP est un fabricant taïwanais sans usine responsable de la gamme de puces embarquées Vortex86, que l’on trouve dans certains décodeurs et dans le secteur industriel.

Cela laisse VIA. En 2013, ils ont lancé Zhaoxin en tant que coentreprise avec le gouvernement municipal de Shanghai, dans le cadre des efforts de la Chine pour réduire sa dépendance à l’égard de la technologie étrangère. VIA continue de détenir une participation minoritaire dans Zhaoxin et, surtout, fournit une licence x86, permettant à Zhaoxin de créer ses propres processeurs de bureau.

Les processeurs Zhaoxin Kaixian sont construits sur le processus 16 nm. Le KaiXian-U6880A, qui est leur puce haut de gamme, peut en fait être acheté et installé dans un système de jeu, en supposant que vous viviez en Chine. Il s’agit d’une partie à 8 cœurs qui fonctionne à une fréquence relativement faible de 3,0 GHz. L’U6880A manque d’hyperthreading, d’horloges « boost » ou d’un cache L3. Les références indiquent que le U6880A fonctionne plus ou moins à égalité avec l’APU AMD A10-9700 quadricœur, une évolution des anciens modèles de bulldozer d’AMD vers 2016.

Le U6880A n’est pas exactement ce que nous appellerions un « bon » processeur de jeu : nous examinons une partie qui est souvent surpassée par l’Athlon 200GE double cœur. Néanmoins, le processeur Zhaoxin est suffisant pour fournir des fréquences d’images au nord de 30 FPS dans des titres AAA comme Hitman 3 et Far Cry 5.

La série KX-7000 de nouvelle génération de Zhaoxin est censée être construite sur le nœud de processus 7 nm. Cela ouvre la porte à des vitesses d’horloge plus élevées et à une plus grande efficacité. Il reste à voir comment ces parties se comporteront contre Alder Lake et Zen 4. Cependant, le leadership de performance brut n’est pas exactement le but ici. Il s’agit d’une alternative chinoise x86 disponible dans le commerce qui gérera facilement la plupart des charges de travail ordinaires.

Elbrouz : le cheval de bataille des serveurs du gouvernement russe

Nommée d’après le mont Elbrouz, le point culminant de la Fédération de Russie, l’architecture d’Elbrouz est une autre tentative d’autosuffisance technologique. Cependant, contrairement aux puces de Zhaoxin, Elbrus est conçu uniquement pour répondre aux besoins informatiques sécurisés du gouvernement russe : vous ne verrez aucune pièce Elbrus destinée aux consommateurs dans les quincailleries de Moscou.

Le gouvernement russe a deux utilisations principales d’Elbrouz : des serveurs HPC pour les universités et la recherche, et des ordinateurs d’extrémité sécurisés pour l’armée et d’autres secteurs sensibles.

MCST, un fabricant russe de semi-conducteurs dérivé de la première équipe de recherche en informatique de l’Union soviétique, fabrique des puces basées sur l’Elbrus ISA depuis près de 30 ans. Ce ne sont pas des puces x86. Cependant, Elbrus propose une traduction binaire, un peu comme l’Apple M1. Cela permet au matériel Elbrus d’exécuter des programmes x86 et des environnements de système d’exploitation comme Windows.

Il y a quelques mois à peine, MCST dévoilait l’Elbrus 16S. Il s’agit d’une puce de 16 nm qui fonctionne à 2,0 GHz, offrant jusqu’à 1,5 TFLOP de calcul. Fait intéressant, l’Elbrus-16S prend en charge les implémentations à quatre sockets avec jusqu’à 16 To de RAM – ce qui n’est pas possible même sur le matériel de serveur supérieur et AMD et Intel.

SHAKTI : Une plateforme IoT et embarquée made in India

Des chercheurs de l’Indian Institute of Technology ont dévoilé cette plate-forme basée sur RISC-V en 2018. Les fonderies de silicium indiennes en sont encore à leurs balbutiements. En conséquence, les derniers processeurs de la série Shakti E sont construits sur le processus 180 nm et synchronisent jusqu’à 100 MHz. Ce ne sont pas des puces conçues pour les charges de travail courantes. Au lieu de cela, la série E de Shakti se concentre sur l’IoT à faible consommation et les cas d’utilisation intégrés, tels que les capteurs.

Alors que le noyau Shakti IP a été développé avec un financement gouvernemental, une usine indienne naissante, InCore Semiconductors fabrique des puces Shakti personnalisées pour une clientèle limitée du secteur privé. Il faudra certainement un certain temps avant que l’industrie indienne des semi-conducteurs ne rattrape Intel (ou même Zhaoxin, d’ailleurs). Cependant, c’est une étape sur la feuille de route. Dans l’ici et maintenant, les puces Shakti peuvent être déployées dans un large éventail de charges de travail IoT commerciales et gouvernementales. Nous n’allons probablement pas voir un processeur de bureau Made in India pour les cinq prochaines années au moins, mais les bases ont définitivement été posées.

Emballer

Intel et AMD continuent d’avoir une présence dominante dans l’espace CPU de bureau. À moins que vous ne viviez en Chine ou que vous travailliez pour le gouvernement russe, un appareil alimenté par Apple M1 est la seule alternative qui offrira des performances compétitives. Cependant, entre les efforts d’autosuffisance des gouvernements du monde entier et la lente montée en puissance d’Arm sur PC, l’espace CPU des ordinateurs de bureau est sur le point de devenir beaucoup plus diversifié.

A quoi ressemble la fin de la décennie ? Nous pensons que les composants Intel et AMD resteront pertinents. Mais vous pourriez tout aussi bien utiliser un bureau Arm ou quelque chose d’encore plus exotique.

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